陸 艷，吉 高，王顯國，寧亞明，荊 照

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

種衣劑是一種包裹于種子表面的藥肥復(fù)合材料，其成分主要包括有效活性成分(殺蟲劑、殺菌劑、微量元素和植物生長調(diào)節(jié)劑等)和非活性成分(成膜劑、防腐劑和染料等)。種衣劑具有提高出苗率、促進(jìn)苗期生長、提高作物抗寒、抗旱能力、增加作物產(chǎn)量等作用[1-5]。苜蓿(Medicago sativa)苗期生長緩慢，易受環(huán)境脅迫，而進(jìn)行種衣劑包衣處理能夠起到促進(jìn)幼苗生長和提高幼苗抗旱能力的作用，有助于苜蓿的建植成功。因此，對苜蓿進(jìn)行種衣劑包衣處理逐漸成為一項備受推廣的措施。目前，國內(nèi)已有研究的苜蓿種衣劑成分主要為殺蟲劑、殺菌劑、根瘤菌劑和黃腐酸等[6-8]，以生長調(diào)節(jié)劑為主要成分的種衣劑配方研究較少。

胺鮮酯是一種低毒的新型植物生長調(diào)節(jié)劑[9]，能夠提高植物過氧化酶和硝酸還原酶的活性，促進(jìn)植物根系發(fā)育，調(diào)節(jié)養(yǎng)分平衡，提高固氮豆科作物的產(chǎn)量[10-11]。黃腐酸能被植物根、莖、葉吸收，促進(jìn)生根、營養(yǎng)元素吸收，增強(qiáng)植物光合作用，促進(jìn)生根[12]，黃腐酸與根瘤菌相結(jié)合的生物型豆科植物種子包衣劑，能促進(jìn)根瘤菌的生長、增強(qiáng)抗逆性、減少化肥及農(nóng)藥的使用[13]。微肥即微量元素肥料的簡稱，微量元素為種子的生長發(fā)育提供必要的促進(jìn)作用，施用硼肥和鉬肥能夠提高苜蓿粗蛋白含量，促進(jìn)苜蓿對氮磷鉀的吸收[14]。本研究旨在以黃腐酸、胺鮮酯、微肥為主要成分，研制一種可以提高苜蓿出苗率、促進(jìn)幼苗生長的新型種衣劑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料主要包括種子 (阿爾岡金苜蓿)、成膜劑(羧甲基纖維素鈉)、種衣劑活性成分(生化黃腐酸、胺鮮酯、硼砂、二水鉬酸鈉，以下簡稱活性成分)、防腐劑(苯甲酸鈉)、染料(羅丹明)。

1.2 試驗(yàn)方法

本研究主要通過3個步驟進(jìn)行。首先是種衣劑活性成分濃度的篩選，分別篩選出黃腐酸、胺鮮酯、微肥的3個適宜濃度；其次是依據(jù)3種活性成分的3個適宜濃度進(jìn)行正交組合，形成正交處理，并篩選里面對種子萌發(fā)效果最好的處理；最后通過室內(nèi)發(fā)芽與盆栽試驗(yàn)篩選出最適藥種比，最終研制一種提高出苗率、促進(jìn)幼苗生長的新型種衣劑。

1.2.1 種衣劑活性成分濃度篩選

分別配制濃度不同的黃腐酸(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)、 胺 鮮 酯 (0.02%、 0.04%、 0.06%、 0.08%)、微肥(硼砂與二水鉬酸鈉1∶1) (0.1 %、0.2%、0.3%、0.4%)種衣劑，種衣劑其他成分及含量為成膜劑4%、苯甲酸鈉0.1%、染色劑0.5%，然后每次取5 g阿爾岡金種子進(jìn)行包衣處理，未進(jìn)行處理的設(shè)為對照。包衣種子置于培養(yǎng)箱(PQX-450型人工氣候培養(yǎng)箱)中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，通過測定發(fā)芽勢[15]、發(fā)芽率[16]、硬實(shí)率及發(fā)芽指數(shù)[17]等指標(biāo)對苜蓿種子包衣劑材料的適宜濃度進(jìn)行篩選。

1.2.2 不同配方篩選

根據(jù)之前試驗(yàn)得出的適宜的黃腐酸、胺鮮酯、微肥濃度，從中各確定3個具有代表性的濃度進(jìn)行正交試驗(yàn)L9(34) (表1)。測定各處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、硬實(shí)率、發(fā)芽指數(shù)和正常種苗，方法同1.2.1。

表 1 正交試驗(yàn)表Table 1 Orthogonal experimental design

1.2.3 不同藥種比對苜蓿種子萌發(fā)、幼苗生長的影響

確定種衣劑配方后，按照不同種衣劑和苜蓿種子質(zhì)量比例(以下簡稱藥種比)進(jìn)行，分別為1∶10、1∶20、1∶30和1∶40，使用5BW50-30T型包衣機(jī)(北京現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司)對苜蓿種子進(jìn)行包衣。在包衣時隨機(jī)從4個不同藥種比包衣種子各取100粒種子，未包衣作對照，每個處理重復(fù)4次，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)。測定指標(biāo)同1.2.1。

溫室盆栽使用的是草炭與蛭石1∶3比例混合的土壤。試驗(yàn)地點(diǎn)為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室。每個藥比設(shè)定4個重復(fù)，每個重復(fù)種15粒種子，然后按照最大土壤飽和含水量[4]的50%進(jìn)行澆水。播種后逐日觀察，統(tǒng)計每盆出苗率、死苗率，共統(tǒng)計4周。出苗后每14 d測定一次株高。出苗后12周，將植株整體移出花盆，然后測量株高、根長、鮮重、干重等指標(biāo)。

表 2 黃腐酸處理對苜蓿種子萌發(fā)的影響Table 2 Effect of fulvic acid treatments on seed germination of alfalfa

出苗率 = 出苗數(shù)/播種種子數(shù) × 100%；

死苗率 = 死苗數(shù)/出苗數(shù) × 100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel錄入、作圖。采用SPSS統(tǒng)計分析軟件對紙上發(fā)芽試驗(yàn)條件下苜蓿種子發(fā)芽勢、硬實(shí)率、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)，以及盆栽試驗(yàn)下苜蓿株高、根系長度、地上生物量、地下生物量等進(jìn)行顯著性分析，用LSD法對同一時期各處理之間測定指標(biāo)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 種衣劑活性成分濃度篩選

2.1.1 黃腐酸濃度篩選

使用0.2%和0.4%黃腐酸包衣的苜蓿種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)都顯著高于對照(P ＜ 0.05)。當(dāng)黃腐酸濃度達(dá)到0.8%時，只有正常種苗顯著高于對照(P ＜ 0.05)，發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與對照無顯著差異(P ＞ 0.05)。0.2%黃腐酸處理的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率最高，相比對照分別提高了8.8%、23.1%、5.8%，硬實(shí)率減少了30%；種子發(fā)芽速度最快，正常種苗最多，表現(xiàn)出更好的種子活力。0.4%黃腐酸處理的種子硬實(shí)率最低(表 2)。

2.1.2 胺鮮酯濃度篩選

0.04 %胺鮮酯包衣種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率和正常種苗均顯著高于對照(P ＜ 0.05)，較對照分別提高5.8 %、16.0 %、4.9%和10.2% (表3)。0.08%胺鮮酯包衣種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率和正常種苗與對照均無顯著差異(P ＞ 0.05)。綜合來看，胺鮮酯濃度為0.04%時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢最高，硬實(shí)率最低。

2.1.3 微肥濃度篩選

微肥處理的苜蓿種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)較對照均有不同程度的提高，硬實(shí)率有所降低，只有0.1%微肥處理的苜蓿種子發(fā)芽勢、正常種苗、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率均較對照有顯著提高，分別提高了6.8%、11.2%、5.5%、14.4%，硬實(shí)率相比對照有顯著減少。本研究結(jié)果顯示，使用0.1%微肥處理苜蓿種子發(fā)芽活力能達(dá)到較好水平(表4)。

表 3 胺鮮酯處理對苜蓿種子萌發(fā)的影響Table 3 Effects of DA-6 treatment on seed germination of alfalfa

2.2 不同配方篩選

上述結(jié)果顯示，0.2%、0.04%、0.1%分別是較適宜的黃腐酸、胺鮮酯、微肥濃度(表2、3、 4)。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果中濃度變化對結(jié)果的影響趨勢，為了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，設(shè)定黃腐酸濃度0.1%、0.15%、0.2%，胺鮮酯濃度0.02%、0.03%、0.04%，微肥濃度0.05%、0.1%、0.15%，進(jìn)行正交試驗(yàn)(表5)。

正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，各處理間除了硬實(shí)率外，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率均有顯著差異。處理1、處理7和處理8發(fā)芽勢較高，處理6和處理7正常種苗數(shù)多，處理1和處理7發(fā)芽指數(shù)較高，處理6和處理7發(fā)芽率較高，處理7硬實(shí)率最低。綜合分析，最終選擇0.2%黃腐酸、0.02%胺鮮酯、0.15%微肥作為最佳的活性配方。最終種衣劑配方為0.2%黃腐酸、0.15%微肥、0.02%胺鮮酯、4%成膜劑、0.1%苯甲酸鈉、0.5%染色劑(表5)。

2.3 不同藥種比對苜蓿萌發(fā)與幼苗生長的影響

2.3.1 不同藥種比對苜蓿種子萌發(fā)的影響

經(jīng)過種衣劑處理的種子發(fā)芽勢、正常種苗、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)相比對照都有明顯的提高，其中不同種衣劑處理的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)都顯著高于對照(P ＜ 0.05)，發(fā)芽勢提高4.8%～5.5%，平均5.1%，正常種苗平均提高3.5%～8.1%，平均6.4%，發(fā)芽率平均提高0.6%～4.9%，平均4.0%，發(fā)芽指數(shù)提高12.8%～19.9%，平均16.1% (表6)。經(jīng)過種衣劑處理后，雖然種子的硬實(shí)率較對照有所降低，但并不構(gòu)成顯著差異(P ＞ 0.05)。但是不同藥種比之間發(fā)芽勢、正常種苗、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)無顯著差異(P ＞ 0.05)。

表 4 微肥處理對苜蓿種子萌發(fā)的影響Table 4 Effect of micronutrient treatments on seed germination of alfalfa

表 5 不同配方對苜蓿種子萌發(fā)的影響Table 5 Effect of different formulas on germination of alfalfa

表 6 不同藥種比對苜蓿種子萌發(fā)的影響Table 6 Effect of different chemical to seed ratios on alfalfa seed germination

2.3.2 不同藥種比對苜蓿出苗率的影響

種衣劑處理過的種子出苗和分枝都較早，說明種衣劑處理苜蓿種子對種子出苗和生長具有促進(jìn)作用。各處理出苗率都較高，只有對照和1∶40藥種比出現(xiàn)死苗(表7)。

不同藥種比處理苜蓿株高存在差異。1∶10藥種比處理的植株株高為14.15 cm，與對照相比提高了20.5%，效果顯著；根頸直徑2.55 mm，與對照相比增加了3.7%，但效果不顯著。1∶20藥種比處理植株株高14.70 cm，比對照提高了25.2%，效果顯著；根頸直徑為2.74 mm，比對照增加了11.4%，效果顯著。1∶30藥種比處理株高為12.29 cm，比對照提高了4.7 %，但效果不顯著；根頸直徑為2.78 mm，比對照提高了13.0%，效果顯著。1∶40藥種比處理的株高為12.72 cm，相比對照提高了8.3%，但效果不顯著；根頸直徑為2.63 mm，比對照增加了6.9%，效果不顯著。總體來看，1∶20藥種比處理的植株最高、根頸也較粗(表8)。

表 7 不同藥種比對苜蓿出苗率的影響Table 7 Effect of different chemical to seed ratios on alfalfa seedling emergence

表 8 不同藥種比對苜蓿株高和根頸直徑的影響Table 8 Effect of different chemical to seed ratios on alfalfa plant height and crown diameter

2.3.3 不同藥種比對苜蓿幼苗生物量的影響

1∶20、1∶30藥種比處理地上干重和地下干重都相比對照有顯著提高(P ＜ 0.05)，1∶20藥種比處理地上和地下干重分別提高17.4%和53.8%，總干重提高30.6%，1∶30藥種比處理地上和地下干重分別提高21.7%和46.2%，總干重提高30.6% (表9)。1∶30藥種比處理地上和地下鮮重分別提高13.5%和49.4%，總鮮重提高25.9%，效果顯著。

綜上所述，不同藥種比之間影響效果有所不同，鮮重提高8%～25.9%，干重提高13.9%～30.6%，其中使用1∶20和1∶30藥種比的處理鮮重和干重都較大，效果顯著。

表 9 不同藥種比對苜蓿幼苗干重和鮮重的影響Table 9 Effect of different chemical to seed ratios on alfalfa seedlings dry weight and fresh weight

3 討論與結(jié)論

黃腐酸原稱富里酸，是一種含有多種官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的高分子有機(jī)酸性物質(zhì)聚合體，分子量易被生物吸收，竇森等首次將黃腐酸引入復(fù)合型種衣劑并證實(shí)黃腐酸種衣劑可用于盆栽試驗(yàn)和大田生產(chǎn)[18]。本研究中0.2%黃腐酸處理的種子發(fā)芽勢、正常種苗數(shù)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)明顯高于其他處理，隨著黃腐酸濃度的增加對種子發(fā)芽的促進(jìn)效果在減弱，當(dāng)黃腐酸的濃度達(dá)到0.8%時，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)與對照相比沒有明顯提升，說明高濃度黃腐酸可能對苜蓿種子發(fā)芽促進(jìn)作用不明顯。這與欒白等使用黃腐酸在大豆(Glycine max)上的試驗(yàn)結(jié)果類似，適宜濃度的黃腐酸能提高大豆種子的發(fā)芽，而黃腐酸過量則對大豆發(fā)芽及抗氧化酶活性會產(chǎn)生抑制[19]。俄亥俄州立大學(xué)的試驗(yàn)也證實(shí)低劑量黃腐酸有類似于吲哚乙酸的效果，顯著促進(jìn)了植物的生長，提高產(chǎn)量[20]。

研究中使用濃度0.02%～0.04%的胺鮮酯處理的種子發(fā)芽率顯著提高，硬實(shí)率顯著減少。當(dāng)胺鮮酯處理濃度為0.04%時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢最高，硬實(shí)率最低。關(guān)于胺鮮酯的研究較少，楊會營等[21]探討了含有胺鮮酯的3%戊唑醇懸浮種衣劑對玉米(Zea mays)出苗率和生長效應(yīng)的影響，結(jié)果表明，含有0.5% 胺鮮酯的種衣劑的出苗抑制率均小于0，這與本研究中，加入胺鮮酯后苜蓿種子發(fā)芽率顯著提高的結(jié)論類似，說明胺鮮酯在拌種劑中起到了一定安全劑的作用。

本研究中，0.1%微肥處理的苜蓿種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率和正常種苗相比對照有顯著提高(P ＜ 0.05)，而當(dāng)微肥濃度達(dá)到0.2%時發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率和正常種苗與對照無顯著差異(P ＞ 0.05)。本研究中的微肥主要成分為硼砂和鉬酸鈉，該結(jié)果說明低濃度硼鉬肥可促進(jìn)苜蓿種子萌發(fā)，而高濃度的硼鉬肥則會對苜蓿種子的萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用。王虹等[22]研究了硼對根用芥菜種子(Brassica juncea var. megarrhiza)萌發(fā)的影響，結(jié)果表明，隨著硼濃度的升高，根用芥菜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。熊飛等[23]研究了硼對小麥(Triticum aestivum)種子萌發(fā)時的影響，結(jié)果也表明，低濃度的硼可促進(jìn)小麥種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的提高，而高濃度的硼則會對小麥種子的萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用。用0.05%的鉬酸溶液對苜蓿種子浸種處理后后，紫花苜蓿的發(fā)芽率比未浸種對照提高了18%[24]。關(guān)于綠豆(Phaseolus radiatus)試管發(fā)芽試驗(yàn)的結(jié)果也表明，0.5 g·L-1的鉬酸鈉對綠豆發(fā)芽沒有影響，而高濃度(2 g·L-1)鉬酸鈉會抑制其發(fā)芽[25]。劉鵬和楊玉愛[26]研究了硼、鉬浸種對大豆種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明，低濃度的硼和鉬有利于大豆種子的萌發(fā)，而高濃度的硼、鉬浸種則會抑制大豆種子的萌發(fā)。本研究的結(jié)果也證實(shí)了低濃度的硼、鉬肥包衣可促進(jìn)苜蓿種子的萌發(fā)，而高濃度的硼、鉬肥則會抑制苜蓿種子的萌發(fā)。

苜蓿出苗建植對于苜蓿后期的生長十分關(guān)鍵，本研究中，種衣劑包衣種子出苗和分枝都較早，且株高、根頸直徑都顯著高于對照，其中1∶20藥種比處理效果最好；此外不同藥種比處理下，幼苗的生物量都相比對照顯著提高，鮮重提高8%～25.9%，干重提高13.9%～30.6%，其中使用1∶20和1∶30藥種比的處理鮮重和干重較裸種增加最多。李達(dá)[27]的研究結(jié)果表明，不同種衣劑對苜蓿種子的發(fā)芽率和出苗數(shù)有促進(jìn)或者抑制的效果，而本研究中，所配置的種衣劑處理對提高出苗率、苗期生長以及增強(qiáng)抗逆性都有積極作用。

綜上，胺鮮酯、微肥在苜蓿種衣劑配方中的適宜比例分別為0.2%、0.02%、0.15%。其他成分為0.1%苯甲酸鈉、0.5%羅明丹B染色劑。且藥種比為1∶20時，包衣出苗率、苗期生長、生物量都顯著高于對照，效果最佳。